CN106686615B - 一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，包括集线器、适配器、RILD消息循环模块、RIL多路扩展与复用模块、并行采集服务模块、采集应用模块、RF天线控制模块和多模多频快速硬切换逻辑模块，集线器连接适配器，适配器连接RILD消息循环模块，RILD消息循环模块通过无线接口层连接RILD消息循环模块，RILD消息循环模块连接并行采集服务模块，并行采集服务模块连接采集应用模块和RF天线控制模块，RF天线控制模块连接多模多频快速硬切换逻辑模块。本系统的目的就是利用科技技术改进刑技侦办案人员的工作方法，减少人力、物力、财力的投入，降低案件的误判率、提供办案人员的工作效率和准确度。

Description

一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统

技术领域

本发明涉及一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统。

背景技术

随着移动通信技术的发展，移动通信设备(手机、平板等)编织了人类相互联结的社会信息沟通网络。在人们的工作、生活、社会交往的各个领域，移动通信工具已经成为必不可少的日用工具。移动通讯工具在为大众提供生活便利的同时，也成为犯罪分子作案过程中位置搜索、信息查找、联系同伙以及被害人或被害人家属的必选工具。例如，绑架案件中，犯罪分子利用通讯工具与人质家属联系；诈骗案件中，犯罪分子利用其与被害人、当事人联系。在有些案件中，虽然犯罪分子为了防止泄露足迹，有意避免通讯工具的使用，但无意识的携带仍然会给案件侦查人员留下可循的痕迹。

公共安全刑事侦查技术指研究犯罪和抓捕罪犯的各种方法，是侦查人员按照刑事诉讼法的规定，运用现代科学技术的理论和方法，发现、记录、提取、识别和鉴定与刑事案件有关的各种物证、书证，为侦查、起诉、审判工作提供线索和证据的各种专门技术的总称。在刑事案件的侦查中，刑技侦人员已经由依靠人海战术的盘查、走访等模式过渡到依靠现代高科技技术的专业案件勘查、分析设备的快速侦查模式。随着移动通信2G/3G/4G的全网覆盖，移动终端的数量也呈几何级数增长。移动通讯终端经过某一时空时，会在无线或蜂窝通信网络中产生即时的注册、通信过程等痕迹信息，所以案件侦办人员利用移动通讯终端相关信息进行案件勘查已经成为一种趋势。

目前刑事案件侦查中，办案人员根据案发时的位置，搜集周围的无线基站信息，然后通过对应基站的运营商调取案发时刻的话单数据。在获取到话单数据之后，通过人工针对号码、人员背景、通信数据等分析，最终缩小或锁定目标嫌疑人。目前应用现状是：刑侦技术人员使用类手机设备进行单通信制式采集，一次仅收集一个运营商的一种通信制式基站信息。如果需要采集多种制式的基站信息，就需要进行多次采集，然后再针对所有采集到的数据进行筛选分析，提取有利于案件侦破的信息。

当前在刑侦领域的应用模式，仍然以类手机终端设备实现单制式采集，单制式采集是指一次只能采集一种无线通信制式数据。如上三大运营商存在多种制式和基数庞大的用户量，案发时犯罪嫌疑人携带的通讯工具无法提前预知，为了给案件侦办人员提供完整可靠的分析数据，必须采集全部制式的无线基站信息，此时就需要办案人员携带设备多次往返采集，浪费人力、物力的同时也降低了案件侦破的速度。本技术方法的目的是一次采集多种制式或全部制式数据，以提高数据采集的效率。类手机式设备的采集方式，采集到的数据是无线空口的原始数据，虽然包括了案件侦破需要的大部信息，但并未针对采集信息进行筛选排序处理。办案人员拿到采集的数据之后，需要针对每一个基站的数据进行不分重点的等同分析筛选，最终缩小或锁定目标嫌疑人，这种方式往往让侦办人员陷入茫茫大海里捞针的境地，降低效率的同时甚至让高科技技术流于形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，该系统可以实现针对获取的原始数据进行概率计算，执行命中率优先排序，解决侦办人员的痛点，实现动态多制式并行采集优化，可以提供空旷区域(人少、基站少)或城市聚集区域(人多、基站多，突发事件多)等多种模式选择，提高效率及命中率、降低漏采率。本系统的目的是利用科技技术改进刑技侦办案人员的工作方法，减少人力、物力、财力的投入，降低案件的误判率、提供办案人员的工作效率和准确度。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，包括集线器、适配器、RILD消息循环模块、RIL多路扩展与复用模块、并行采集服务模块、采集应用模块、RF天线控制模块和多模多频快速硬切换逻辑模块，集线器连接适配器，适配器连接RILD消息循环模块，RILD消息循环模块通过无线接口层连接RILD消息循环模块，RILD消息循环模块连接并行采集服务模块，并行采集服务模块连接采集应用模块，并行采集服务模块连接RF天线控制模块，RF天线控制模块连接多模多频快速硬切换逻辑模块。

进一步，集线器连接有串口或者SPI接口。

进一步，RILD消息循环模块包括AT编码器、AT多路复用模块和消息事件循环模块，消息事件循环模块的一端连接无线接口层，消息事件循环模块的另一端连接AT编码器，AT编码器连接AT多路复用模块。

进一步，AT多路复用模块内设有Modem基带通信单元，Modem基带通信单元连接适配器。

进一步，消息事件循环模块包括定时列表单元、侦听列表单元、挂起列表单元。

进一步，RIL多路扩展与复用模块内设有接收器和发送器，接收器的一端连接并行采集服务模块，接收器的另一端连接无线接口层，发送器的一端连接并行采集服务模块，发送器的另一端连接无线接口层。

进一步，并行采集服务模块内设有配置管理单元、存储管理单元、采集并发调度单元、采集模式适配单元、无线空口数据排优单元。

进一步，并行采集服务模块连接有GPS信息系统或者BD系统，RF天线控制模块连接有GPS信息系统或者BD系统。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，该系统可以实现针对获取的原始数据进行概率计算，执行命中率优先排序，解决侦办人员的痛点，实现动态多制式并行采集优化，可以提供空旷区域(人少、基站少)或城市聚集区域(人多、基站多，突发事件多)等多种模式选择，提高效率及命中率、降低漏采率。本系统的目的是利用科技技术改进刑技侦办案人员的工作方法，减少人力、物力、财力的投入，降低案件的误判率、提供办案人员的工作效率和准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统的结构示意图；

图2为本发明中RILD消息循环模块的结构示意图；

图3为本发明中消息事件循环模块的结构示意图；

图4为本发明中RIL多路扩展与复用模块的结构示意图；

图5为本发明中并行采集服务模块的结构示意图；

图6为本发明中基于卫星导航测量获取的移动车速实现自适应多模多频硬切换算法的流程图；

图7为本发明中适配器的接入流程图；

图8为本发明中AT多路复用模块的基本工作序列图；

图9为本发明中并行采集实现系统的流程框图。

具体实施方式

如图1至图9所示，一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，包括集线器、适配器、RILD消息循环模块、RIL多路扩展与复用模块、并行采集服务模块、采集应用模块、RF天线控制模块和多模多频快速硬切换逻辑模块，集线器连接适配器，适配器连接RILD消息循环模块，RILD消息循环模块通过无线接口层连接RILD消息循环模块，RILD消息循环模块连接并行采集服务模块，并行采集服务模块连接采集应用模块，并行采集服务模块连接RF天线控制模块，RF天线控制模块连接多模多频快速硬切换逻辑模块。并行采集服务模块连接有GPS信息系统或者BD系统，RF天线控制模块连接有GPS信息系统或者BD系统。

并行采集模块主要针对移动测量工作模式，基于射频通信性能及硬件堆叠空间布局的考虑，硬件设计无法完全满足全模全频实时并行待机工作，为了实现全模多频基站信息并行采集，并行采集模块中的基于卫星导航测量获取的移动车速实现自适应多模多频硬切换算法来以适应各种基站覆盖场景，确保采集基站数据的完整性及准确性。为此，在基于智能天线的基础上，基于卫星导航测量获取的移动车速实现自适应多模多频硬切换算法需要实现：天线控制、RRC重配、同频/异频快速切换的物理层测量模型及测量报告更新机制、锁网扫频等，在设备开机注册、选网、小区切换、小区重选等协议流程下，通过算法控制的调度，实现全模多频下的分时复用、重连接等逻辑，实现了全模并行覆盖，确保基站信息并行采集的目标，也提高了天线增益及C/I指标，减少同频干扰。如图6所示为基于卫星导航测量获取的移动车速实现自适应多模多频硬切换算法的流程图

集线器连接有串口或者SPI接口。串口或者SPI接口的数量可以根据需要自行设定数量。集线器的职责是将芯片主控板的串口或者SPI接口与多个协同工作的Modem(适配器)连接在一起，并实现Modem基带通信单元之间的热插拔及协作通信。当有新的Modem插入时，集线器产生一个硬件中断给系统驱动层(HAL)，HAL收到新设备插入事件之后对新设备进行身份识别并通知设备管理者进行能力协商和采集参数适配。对于Modem拔出流程则于之相反，需要注意的是，当该Modem处于工作过程中时，需要通知多路并行数据采集服务进行数据采集链路的拆除工作，以防止脏数据的采集以及影响用户的使用体验，如图7所示为适配器的接入流程图。

RILD消息循环模块包括AT编码器、AT多路复用模块和消息事件循环模块，消息事件循环模块的一端连接无线接口层，消息事件循环模块的另一端连接AT编码器，AT编码器连接AT多路复用模块。RIL(无线接口层)是承接Modem基带通信单元等Modem和电话应用相关RIL多路扩展与复用模块的通路。RIL多路扩展与复用模块通过socket将请求发送给消息事件循环模块，消息事件循环模块再将请求转发给Modem基带通信单元来实现对通信单元功能的调用。反之，当Modem基带通信单元有类似于来电的消息时，也会通过RILD消息循环模块的回调将信息包装成消息，发送到RILD消息循环模块的消息事件循环模块中去处理，最后再通过socket回送给RIL多路扩展与复用模块，以便通知上层电话相关应用。

AT多路复用模块内设有Modem基带通信单元，Modem基带通信单元连接适配器。Modem基带通信单元包括GSM(全球移动通信系统)、WCDMA(宽带码分多址，是一种3G蜂窝网络标准)、TD(移动通信)、CDMA(码分多址)、LTE(Long Term Evolution长期演进，由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进)。如图8所示为具体实施的AT多路复用模块的基本工作序列图。

AT多路复用模块的主要职责：(1)实现不同制式的AT命令；(2)管理各制式的AT编码器；(3)接收上层通信指令并协同适配器(Modem Adapter)选择正确的Modem进行无线空口数据采集；(4)对异步采集到的数据进行序列化操作，并正确回送给指令发起者。

消息事件循环模块包括定时列表单元、侦听列表单元、挂起列表单元。

定时列表单元(timer_list)：此队列中的消息主要用于处理一些延时的操作。比如：从飞行模式切换到通信模式(实际就是打开通信单元)时，若SIM卡未准备好，那么需要延续一段时间再检查是否准备好，此时将消息放至此队列。

侦听列表单元(watch_list)：此队列中的消息一方面是作为socket的服务端，用来侦听客户端的请求；另一方面是作为本进程的其它线程(如检查通信单元来电消息的线程)传递过来的消息。

挂起列表单元(pending_list)：在处理上面两种类型的消息时，并不是真正的处理消息体，而是将符合条件的消息丢到本队列中。由于消息附带处理函数，在处理本队列的消息时，直接触发即可。

RIL多路扩展与复用模块内设有接收器和发送器，接收器的一端连接并行采集服务模块，接收器的另一端连接无线接口层，发送器的一端连接并行采集服务模块，发送器的另一端连接无线接口层。

并行采集服务模块内设有配置管理单元、存储管理单元、采集并发调度单元、采集模式适配单元、无线空口数据排优单元。

配置管理单元：针对软硬件参数进行配置，包括支持的无线制式、各制式的优化参数、数据传输格式等；

存储管理单元：根据客户参数配置选择无线空口数据存储方式，如存储为XML、数据库或其它存储方式，保证采集的数据能够有序、完整、安全、高效的存储和提取；

采集并发调度单元：根据案件侦办人员实地勘查时选择的采集模式、采集的制式启动相应的并发采集流程，在整个采集过程中负责保证采集线程的合理调度，防止出现死锁、空采、漏采等影响采集效率、破坏数据完整性的现象；

采集模式适配单元：根据办案人员的实际勘查环境批量适配多制式无线基站采集的参数，保证当前环境下数据采集的完整性和效率；

无线空口数据排优处理单元：通过针对以往办案人员和测试人员实际产生的大量相关数据进行大数据分析模拟，形成该技术方法的清洗排优算法。该算法通过调整天线状态，抓取不同天线状态(模拟不同通讯工具实际工作状态)下的空口数据；把采集到的无线空口数据(当前小区信息、相临小区信息、历史小区信息)按照信号强度、切换频率、采集时天线状态等进行分类，依据排优算法(参数迭代、统计回归、线性变换等)计算出现场不同制式移动终端最可能发生驻留或通信的小区信息，为办案人员提供1-3个高概率选择(低概率信息仍然保留)，命中率可以达到87％以上，大大减化侦办人员案件分析时的数据输入量、分析流程，提高分析效率。

一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统的工作原理：用户通过采集的相关应用发起数据采集，应用通知并行采集服务模块开始数据采集过程，采集服务根据不同的采集模式、采集制式进行采集适配，然后通过RIL多路扩展与复用模块机制下发对应用的采集指令，RILD消息循环模块通过消息事件循环模块接收采集服务下发的指令事件，调取对应用AT事件的AT编码器进行编码工作，AT多路复用模块对编码后的指令进行识别并选择正确的Modem基带通信单元(通过Modem Adapter获取)发送指令；Modem基带通信单元回复的数据沿采集指令下发路径向上传送；HW HUB(集线器)属于硬件接入扩展设备；Modem Adapter(适配器)属于Modem基带通信单元的软件管理模块，针对Modem基带通信单元的接入进行适配管理并承担数据传输通道的角色。多模多频快速硬切换逻辑模块采用基于卫星导航测量的动态车速实现多模多频快速硬切换算法，在采集过程中，实现多模Modem基带通信单元的天线动态分配和状态切换，目的是达到最优化的模拟现实场景下无线通信设备(如手机)实际射频参数，完成真实无线空口数据的采集工作。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：包括集线器、适配器、RILD消息循环模块、RIL多路扩展与复用模块、并行采集服务模块、采集应用模块、RF天线控制模块和多模多频快速硬切换逻辑模块，所述集线器连接所述适配器，所述适配器连接所述RILD消息循环模块，所述RILD消息循环模块通过无线接口层连接所述RIL多路扩展与复用模块，所述RIL多路扩展与复用模块连接所述并行采集服务模块，所述并行采集服务模块连接所述采集应用模块，所述并行采集服务模块连接所述RF天线控制模块，所述RF天线控制模块连接所述多模多频快速硬切换逻辑模块；并行采集服务模块内设有无线空口数据排优单元；无线空口数据排优处理单元：通过针对以往办案人员和测试人员实际产生的大量相关数据进行大数据分析模拟，形成清洗排优算法；该算法通过调整天线状态，抓取不同天线状态下的空口数据；把采集到的无线空口数据进行分类，依据排优算法计算出现场不同制式移动终端最可能发生驻留或通信的小区信息，为办案人员提供1-3个高概率选择；

用户通过采集的相关应用发起数据采集，应用通知并行采集服务模块开始数据采集过程，采集服务根据不同的采集模式、采集制式进行采集适配，然后通过RIL多路扩展与复用模块机制下发对应用的采集指令，RILD消息循环模块通过消息事件循环模块接收采集服务下发的指令事件，调取对应用AT事件的AT编码器进行编码工作，AT多路复用模块对编码后的指令进行识别并选择正确的Modem基带通信单元发送指令；Modem基带通信单元回复的数据沿采集指令下发路径向上传送；HW HUB属于硬件接入扩展设备；Modem Adapter属于Modem基带通信单元的软件管理模块，针对Modem基带通信单元的接入进行适配管理并承担数据传输通道的角色；

多模多频快速硬切换逻辑模块采用基于卫星导航测量的动态车速实现多模多频快速硬切换算法，在采集过程中，实现多模Modem基带通信单元的天线动态分配和状态切换。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述集线器连接有串口或者SPI接口。

3.根据权利要求1所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述RILD消息循环模块包括AT编码器、AT多路复用模块和消息事件循环模块，所述消息事件循环模块的一端连接所述无线接口层，所述消息事件循环模块的另一端连接所述AT编码器，所述AT编码器连接所述AT多路复用模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述AT多路复用模块内设有Modem基带通信单元，所述Modem基带通信单元连接所述适配器。

5.根据权利要求3所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述消息事件循环模块包括定时列表单元、侦听列表单元、挂起列表单元。

6.根据权利要求1所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述RIL多路扩展与复用模块内设有接收器和发送器，所述接收器的一端连接所述并行采集服务模块，所述接收器的另一端连接所述无线接口层，所述发送器的一端连接所述并行采集服务模块，所述发送器的另一端连接所述无线接口层。

7.根据权利要求1所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述并行采集服务模块内设有配置管理单元、存储管理单元、采集并发调度单元、采集模式适配单元、无线空口数据排优单元。

8.根据权利要求1所述的一种基于移动测量的全制式基站信息并行采集实现系统，其特征在于：所述并行采集服务模块连接有GPS信息系统或者BD系统，所述RF天线控制模块连接有GPS信息系统或者BD系统。